JP6784473B2 - 無線給電装置 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態による無線給電装置10は、送電ユニット11および受電ユニット12を備えている。送電ユニット11は、外部の電源13に接続している。受電ユニット12は、この送電ユニット11と対向して設けられ、例えばロボットなど電力を消費する負荷14に接続している。送電ユニット11と受電ユニット12との間は、数MHzから数十MHzの高周波による磁界共鳴によって無線すなわち非接触で電力が伝送される。本実施形態の場合、無線給電装置10は、図2に示すように固定側の設備から移動体へ電力を供給するために用いられる。図2は、直線移動型ロボット20に無線給電装置10を適用した例を示している。図2に示す場合、送電ユニット11は固定側の設備21に設けられ、受電ユニット12は固定側の送電ユニット11に対して相対的に移動する移動体22に設けられる。この無線給電装置10の適用例としては、上述のような直線移動型ロボット20に限らない。例えば道路側に送電ユニット11を配置し、移動側の車両に受電ユニット12を配置した電動自動車システム、軌道側に送電ユニット11を配置し、移動側の車両に受電ユニット12を配置した電気鉄道システムなどにも適用することができる。
送電ユニット11の共振型アンプ回路31を構成するスイッチング素子34のゲートに高周波生成部32で生成した駆動信号を入力すると、送電コイル33は共振によって高周波を発振する。送電コイル33において高周波が発振されると、互いに対向する送電コイル33と受電コイル43との間には磁界共鳴によって電力が伝達される。受電コイル43に伝達された電力は、受電ユニット12の整流回路41を構成するスイッチング素子44のスイッチングによって整流される。このとき、スイッチング素子44におけるスイッチングのタイミングは、スイッチング素子44の素子特性に依存する。すなわち、スイッチング素子44は、図示しないコンデンサなどの容量素子を含むため、スイッチングの駆動タイミングにわずかなずれを含む。そのため、単に送電ユニット11側の駆動信号に同期させるだけでは、最適なスイッチングのタイミングは得られないという問題がある。
第2実施形態による無線給電装置10を図7に示す。
第2実施形態では、図7に示すように信号生成部60の構成が第1実施形態と異なっている。具体的には、第2実施形態の場合、信号生成部60は、分圧抵抗61および分圧抵抗62を有している。分圧抵抗61および分圧抵抗62は、特許請求の範囲の抵抗素子に相当する。受電コイル43と並列に分圧抵抗61および分圧抵抗62を挿入することにより、遅延回路部63には受電コイル43の両端に加わる電圧が入力される。これにより、信号生成部60は、分圧抵抗61および分圧抵抗62で取得された受電コイル43に加わる電圧の変化に基づいて、遅延回路部63において駆動信号に対して位相をずらした受電側駆動信号を生成する。すなわち、受電コイル43に加わる電圧の変化は、送信コイル33から発振された高周波の位相に関係する。そのため、遅延回路部63は、この高周波の位相に関係する電圧の変化、つまり電圧の位相から、その位相をずらすことにより受電側駆動信号を生成する。信号生成部60で生成した受電側駆動信号は、第1実施形態と同様に整流回路41のスイッチング素子44のゲートに入力される。
Claims (2)
- 電源に接続し設備に固定されている送電ユニットと、
負荷に接続し前記送電ユニットに対して相対的に移動可能な受電ユニットと、を備え、
前記送電ユニットから前記受電ユニットへ磁界共鳴を利用して非接触で電力を供給する無線給電装置であって、
前記送電ユニットに設けられ、高周波を発振するための駆動信号を生成する高周波生成手段と、
前記送電ユニットに設けられ、前記高周波生成手段で生成した高周波を発振する送電コイルと、
前記受電ユニットに、前記送電コイルに対向して設けられている受電コイルと、
前記受電コイルに接続し、前記送電ユニットから磁界共鳴で受け取った高周波の電力を前記負荷へ供給するために整流する整流回路と、
前記整流回路に、前記高周波生成手段で生成した前記駆動信号の位相に対して能動的に位相をずらした受電側駆動信号を供給する信号生成手段と、
を備え、
前記信号生成手段は、
前記送電コイルに対向して前記受電コイル側に設けられ、前記送電コイルから発振される高周波を検知するサーチコイルと、
前記サーチコイルで検知した前記送電コイルから発振される高周波に対して位相をずらす遅延回路部と、
を有し、
前記信号生成手段は、
前記遅延回路部によって、前記サーチコイルで検知した前記送電コイルから発振される高周波に対して位相をずらした移相高周波を生成するとともに、
前記信号生成手段で生成した前記移相高周波は、前記整流回路のスイッチング素子に入力される受電側駆動信号となる無線給電装置。 - 電源に接続し設備に固定されている送電ユニットと、
負荷に接続し前記送電ユニットに対して相対的に移動可能な受電ユニットと、を備え、
前記送電ユニットから前記受電ユニットへ磁界共鳴を利用して非接触で電力を供給する無線給電装置であって、
前記送電ユニットに設けられ、高周波を発振するための駆動信号を生成する高周波生成手段と、
前記送電ユニットに設けられ、前記高周波生成手段で生成した高周波を発振する送電コイルと、
前記受電ユニットに、前記送電コイルに対向して設けられている受電コイルと、
前記受電コイルに接続し、前記送電ユニットから磁界共鳴で受け取った高周波の電力を前記負荷へ供給するために整流する整流回路と、
前記整流回路に、前記高周波生成手段で生成した前記駆動信号の位相に対して能動的に位相をずらした受電側駆動信号を供給する信号生成手段と、
を備え、
前記信号生成手段は、
前記受電コイル側に設けられ、前記受電コイルの両端に加わる電圧を分圧する抵抗素子と、
前記抵抗素子で分圧した前記受電コイルの両端に加わる電圧に基づいて検出した高周波の位相をずらす遅延回路部と、
を有し、
前記信号生成手段は、
前記遅延回路部によって、前記受電コイルの両端に加わる電圧に基づいて検知した前記送電コイルから発振される高周波に対して位相をずらした移相高周波を生成するとともに、
前記信号生成手段で生成した前記移相高周波は、前記整流回路のスイッチング素子に入力される受電側駆動信号となる無線給電装置。
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